【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及催化劑，具體涉及一種花狀結(jié)構(gòu)的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4的制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、隨著化石能源的枯竭和二氧化碳排放的增加，溫室效應(yīng)問題愈發(fā)嚴(yán)重。為了減緩對(duì)全球環(huán)境的影響，氫能因其高燃燒熱值和零二氧化碳排放的特性，被視為未來(lái)能源的理想選擇。因此，開發(fā)高效、安全的儲(chǔ)氫材料變得尤為重要。
2、硼氫化鈉(nabh4)因其高達(dá)10.57wt％的儲(chǔ)氫能力、在堿性溶液中的穩(wěn)定性以及水解產(chǎn)物的無(wú)毒性和可回收性，成為研究的重點(diǎn)。然而，nabh4在常溫下自水解反應(yīng)非常緩慢。催化劑的使用能夠降低nabh4水解的動(dòng)力學(xué)能量勢(shì)壘，從而提高氫氣的產(chǎn)生速率和反應(yīng)效率，使其應(yīng)用更加可控。目前，雖然貴金屬催化劑(如pd和ru)表現(xiàn)出良好的催化性能，但因其稀缺性和高成本限制了其工業(yè)化應(yīng)用。因此，尋找成本較低、資源豐富的非貴金屬催化劑成為替代貴金屬催化劑的一個(gè)重要方向。
3、在過渡金屬化合物中，鈷基磷化物、硼化物及氧化物對(duì)nabh4水解顯示出良好的催化性能。特別是復(fù)合雙金屬催化劑，通過原位還原和高溫煅燒等方法制備的雙金屬氧化物催化劑，因其電子轉(zhuǎn)移和雙金屬協(xié)同效應(yīng)，展現(xiàn)出較高的氫氣析出速率。因此，深入研究非貴金屬雙金屬催化劑在nabh4水解制氫中的應(yīng)用，將有助于推動(dòng)其工業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展。
4、mingzhen?hu等提供了一種通用的無(wú)模板方法，成功合成得到co3o4、coo、cu0.92co2.0804、mnco2o4.5、znco2o4和cuo等6種介孔過渡氧化物，其中cu0.92co2.0804、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種新的花狀結(jié)構(gòu)的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4的制備方法和應(yīng)用，采用本專利技術(shù)所述方法制備的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4作為催化劑對(duì)nabh4水解顯示出良好的催化性能。
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、一種花狀結(jié)構(gòu)的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4的制備方法，具體包括：取鈷源和銅源溶于水中，加入陽(yáng)離子表面活性劑，攪拌溶解，得到混合物；向所得混合物中加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過濾，收集沉淀，水洗至中性，得到前驅(qū)體；所得前驅(qū)體經(jīng)煅燒后即得到所述的花狀結(jié)構(gòu)的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4；其中，
4、所述鈷源和銅源的摩爾比為3：1；
5、所述的陽(yáng)離子表面活性劑為選自ctab(十六烷基三甲基溴化銨)、dodmac(二十二烷基二甲基氯化銨)、htac(十六烷基三甲基氯化銨)、ddab(二十二烷基二甲基苯并三氯化銨)、苯扎氯銨(benzalkonium?chloride)和硬脂銨氯化物(stearalkonium?chloride)中的一種或兩種以上的組合；
6、所述陽(yáng)離子表面活性劑的用量為鈷源摩爾量的0.59～0.75倍。
7、上述技術(shù)方案中，所述的鈷源可以是選自氯化鈷、氯化鈷的水合物(如氯化鈷的六水合物等)、硝酸鈷以及硝酸鈷的水合物(如硝酸鈷的六水合物)中的一種或兩種以上的組合；優(yōu)選為氯化鈷或氯化鈷的六水合物。
8、上述技術(shù)方案中，所述的銅源可以是選自氯化銅、氯化銅的水合物(如氯化銅的一水合物、氯化銅的二水合物、氯化銅的三水合物或氯化銅的四水合物等)、硝酸銅以及硝酸銅的水合物(如三水合硝酸銅等)中的一種或兩種以上的組合；優(yōu)選為氯化銅。
9、上述技術(shù)方案中，還原劑的選擇及用量可以是現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)選擇，具體的，還原劑可以是選自硼氫化鈉、氫化鋁鋰和亞硫酸氫鈉中的一種或兩種以上的組合；還原劑的用量通常是相對(duì)于鈷源過量，優(yōu)選的，鈷源和還原劑的摩爾比為1：1.5～3。
10、為避免反應(yīng)過于劇烈，還原反應(yīng)優(yōu)選是在冰水浴條件下進(jìn)行；更優(yōu)選是將還原劑配成水溶液后再滴加到混合物中進(jìn)行還原反應(yīng)。
11、上述技術(shù)方案中，煅燒優(yōu)選在300～500℃條件下進(jìn)行，煅燒時(shí)間優(yōu)選為2～4h。煅燒通常在馬弗爐中進(jìn)行，
12、申請(qǐng)人在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)離子表面活性劑的用量對(duì)所得銅鈷氧化物的催化活性有著重要的影響。當(dāng)陽(yáng)離子表面活性劑的用量不在上述限定范圍內(nèi)時(shí)，所得銅鈷氧化物對(duì)催化nabh4水解產(chǎn)氫時(shí)產(chǎn)氫速率顯著降低。優(yōu)選的，陽(yáng)離子表面活性劑的用量為鈷源摩爾量的0.64～0.72倍。在較佳的實(shí)施例中，陽(yáng)離子表面活性劑的用量為鈷源摩爾量的0.72倍。
13、優(yōu)選的，所述的陽(yáng)離子表面活性劑為ctab。
14、本申請(qǐng)中，所述的水通常是指去離子水，所述水的用量以能夠溶解參加反應(yīng)的所有原料為宜，優(yōu)選的，以1mmol的鈷源為基準(zhǔn)，全部原料所用水的量?jī)?yōu)選控制在4～10ml。
15、本專利技術(shù)進(jìn)一步包括上述方法制備得到的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4在制備析氫催化劑中的應(yīng)用，具體是在制備金屬氫化物水解析氫催化劑中的應(yīng)用，更具體是在制備nabh4水解析氫催化劑中的應(yīng)用。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供了一種制備銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4的新方法，電鏡圖顯示，由該方法制得的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4呈花狀結(jié)構(gòu)。申請(qǐng)人的試驗(yàn)結(jié)果顯示，由本專利技術(shù)所述方法制得的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4作為催化劑用于nabh4水解析氫時(shí)顯示出良好的析氫速率，較未添加陽(yáng)離子表面活性劑或添加量不在本申請(qǐng)限定范圍的所得銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4析氫速率有顯著提升。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種花狀結(jié)構(gòu)的銅鈷氧化物Cu0.92Co2.08O4的制備方法，其特征是，取鈷源和銅源溶于水中，加入陽(yáng)離子表面活性劑，攪拌溶解，得到混合物；向所得混合物中加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過濾，收集沉淀，水洗至中性，得到前驅(qū)體；所得前驅(qū)體經(jīng)煅燒后即得到所述的花狀結(jié)構(gòu)的銅鈷氧化物Cu0.92Co2.08O4；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的鈷源為選自氯化鈷、氯化鈷的水合物、硝酸鈷以及硝酸鈷的水合物中的一種或兩種以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的銅源為選自氯化銅、氯化銅的水合物、硝酸銅以及硝酸銅的水合物中的一種或兩種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的還原劑為選自硼氫化鈉、氫化鋁鋰和亞硫酸氫鈉中的一種或兩種以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征是，還原反應(yīng)在冰水浴條件下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征是，煅燒在300～500℃條件下進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)
8.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征是，所述的陽(yáng)離子表面活性劑為CTAB。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述方法制備得到的銅鈷氧化物Cu0.92Co2.08O4在制備析氫催化劑中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征是，是在制備金屬氫化物水解析氫催化劑中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種花狀結(jié)構(gòu)的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4的制備方法，其特征是，取鈷源和銅源溶于水中，加入陽(yáng)離子表面活性劑，攪拌溶解，得到混合物；向所得混合物中加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過濾，收集沉淀，水洗至中性，得到前驅(qū)體；所得前驅(qū)體經(jīng)煅燒后即得到所述的花狀結(jié)構(gòu)的銅鈷氧化物cu0.92co2.08o4；其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的鈷源為選自氯化鈷、氯化鈷的水合物、硝酸鈷以及硝酸鈷的水合物中的一種或兩種以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的銅源為選自氯化銅、氯化銅的水合物、硝酸銅以及硝酸銅的水合物中的一種或兩種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的還原劑為選自硼氫化鈉、氫化...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閆普選，陳圓園，王玉峰，王夢(mèng)沂，李文卓，孫立賢，林琬婷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：桂林電子科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。